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光伏发电哪家强 薄膜或将后来居上

2015-09-13 16:35 来源:未知 阅读:

 OFweek太阳能光伏网讯:在太阳能发电领域,由来已久的晶硅与薄膜技术路线之争中,无论市场还是舆论,前者一直都占有上风。不过,这一较量并未分出胜负。

  9月8日,在2015中国光伏技术与装备论坛上,长期研究太阳能电池的清华大学材料学院常务副院长庄大明推介了铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池。他在会后告诉界面新闻记者,他已在该领域“取得了重要突破”。

  CIGS是薄膜太阳能发电技术之一,其产品也是目前市场上主要的三种薄膜太阳能电池之一,另两种是非晶硅(a-Si)和碲化镉(CdS/CdTe)。

  庄大明告诉界面新闻记者,目前国内薄膜产品的光电转化率在15%-18%,中国科学院深圳研究院采用共蒸法研制出了转化率为18.7%的CIGS薄膜太阳能电池,为目前国产技术的最高水平。

  庄大明表示,其采用四元合金靶材一步溅射法,研制出的1cm*1cm的玻璃基底CIGS薄膜太阳能电池,转化率可以达到18.9%。不过,其表示该技术目前还在进一步测试中,有望在年底投入产业化。

  尽管如此,薄膜产品的转化率依然低于绝大部分晶硅产品。中国能源学会新能源研究中心秘书长茅建生告诉界面新闻记者,目前国内单晶硅的主流产品转化率为19%-21%,多晶硅产品也有17.5%-18.5%。

  单晶和多晶则是晶硅技术的两种,二者的不同在于晶体品质。单晶硅具有基本完整的点阵结构,杂质含量低,少子寿命(半导体材料和器件的重要参数,指少子的平均生存时间)长,因而光电转化率更高,发电量更大。

  但单晶硅的制备成本高于多晶硅,价格也更高,因而目前多晶硅的市场份额大于单晶硅。不过,由于单晶硅技术路线逐渐趋于成熟,以及综合成本的降低,目前业界对单晶硅的呼声越来越高。

  生产成本上,薄膜产品稍逊于晶硅。茅建生称,目前晶硅组件成本约为3.6元/瓦,而薄膜组件约为3.8元/瓦。

  庄大明表示,其正在研发的新产品采用了国产设备,且关键原材料自给,因此可在150MW生产规模以上的情况下,将成本降至2.2元/瓦。

  此外,资源的稀缺性也是“晶硅派”不看好薄膜技术的一大依据。英利集团首席技术官宋登元曾提出,光伏技术发展必须得有材料支撑,晶体硅在地壳中占27.1%,薄膜电池用的铬、镓、铟、硒等原材料都是地壳中的稀有元素,因此如果大规模发展薄膜技术,材料的可支撑性或成为障碍。

  庄大明就此指出,中国是全球最大的铟产国,拥有全球30%-40%的铟储量,主要位于广西柳州、湖南株洲和郴州等地,生产1GW薄膜电池仅需2吨铟。不过,他也告诉界面新闻记者,目前国内正在研究将铝替代铟、镓等材料,理论转化率甚至更高。

  在庄大明等“薄膜派”看来,污染问题是晶硅技术最大的软肋。硅在提纯阶段耗能较高,且产生较大污染,薄膜产品则相对清洁环保。

  对于晶硅和薄膜的技术之争,茅建生颇不以为然。“任何技术的可行性都必须用数据说话,各种不同的技术都值得大胆尝试。”他说。

  上海正硅新能源科技有限公司董事长吴协祥则认为,对于晶硅和薄膜这两种技术路线,偏向任何一方都不对,二者各有优劣,应因地制宜。

  他告诉界面新闻记者,在高温环境下,例如沙漠、戈壁滩等地区,夏天地面温度可高达70多摄氏度,这时候就不适合使用晶硅产品,而应该采用温度系数小的薄膜产品。此外,有些地方光散射严重,直射光弱,也应该采用薄膜产品。不过,中国大部分地区还是适合采用晶硅产品的。

  目前,国内绝大部分光伏企业采用的是晶硅技术。中国光伏行业协会秘书长王勃华称,去年晶硅电池所占市场份额超过90%,薄膜电池仅占7.5%-8%,今年情况未有改变。

   相比之下,薄膜技术在德、日、美等国的地位就高得多,原因不仅是这些国家对新兴技术有较大容忍度,而且出台了相应的扶持政策。德国巴登符腾堡太阳能和氢 能源研究中心(ZSW)一直是全球薄膜太阳能技术研发的桥头堡,其于去年宣称研制出转化率为21.7%的CIGS薄膜太阳能电池,刷新历史记录。美国 First Solar、日本Solar Frontier等全球最大的光伏制造商,所采用的也都是薄膜技术。今年7月份,麻省理工学院还在一份研究报告中,建议美国政府加大对薄膜技术的扶持。

  中国的情况也在改变。今年6月,国家能源局、工信部、国家认监委联合对外发布《关于促进先进光伏技术产品应用和产业升级的意见》,提出要提高光伏产品市场准入标准,实施“领跑者”计划,引导光伏技术进步和产业升级。

  根据这项政策,多晶硅电池组件和 单晶硅电池组件的光电转换效率分别达到16.5%和17%以上,可称为行业“领跑者”,而硅基、铜铟镓硒、碲化镉及其他薄膜电池组件的光电转换效率只需分 别达到12%、13%、13%和12%以上就可获得这一称号。庄大明称,这意味着中国对薄膜技术的认可和容忍度也在加大。

  中国最为人所知的薄膜太阳能发电设备生产商则是汉能薄膜发电集团有限公司,但其知名度并非来自于与其相匹配的市场份额。其盈利绝大部分都来自于与母公司汉能控股集团及其联属公司的关联交易,国内市场并未打开。今年上半年,汉能薄膜减少九成关联交易,导致其自2011年借壳上市以来出现首次亏损。

  庄大明对界面新闻记者说,汉能在收购了国外的技术,所宣称的转化率是国内最高,但“有可能是拼了老命来的”。他解释说,企业可以在不顾制造成本的情况下获得一个超高的转化率,但这样的产品很难推向市场。因此,庄大明质疑,汉能目前所面临的最大问题或许就是成本高企。

  国内从事薄膜太阳能电池生产销售的并非只有汉能集团。今年初,中国建筑材料集团有限公司通过旗下凯盛科技集团公司,斥资10亿美元,在江苏江阴建设500MW薄膜太阳能电池项目。凯盛科技在2014年底成立。

  此外,煤炭央企神华集团,以及中国防雷行业龙头企业之一广西地凯科技有限公司,也都在研发生产薄膜太阳能产品。

  包括前述上海正硅新能源科技有限公司,以单晶和多晶硅产品为主,同时与龙焱能源科技(杭州)有限公司合作推出薄膜太阳能电池。后者是香港龙炎科技有限公司在中国境内的全资子公司,主要从事碲化镉薄膜太阳能电池、组件、光伏系统工程、应用产品的研发。

  不过,吴协祥告诉界面新闻记者,正硅新能源只负责系统设计应用和市场推广,产品的生产研发则由龙焱能源负责。尽管如此,他仍然看好薄膜产品,“这是有市场的。”他说。

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